柴达木盆地西部新生代构造演化及其对青藏高原北部生长过程的制约

柴达木盆地是青藏高原北部的一个中新生代山间陆相含油气盆地,盆地内新生代地层的构造变形记录了青藏高原北部生长、地壳缩短及其形成过程的重要信息.本文运用高精度卫星影像资料、地球物理资料剖面和磁性地层年代学数据等多种学科资料的综合研究,重点对柴达木盆地西部逆冲-褶皱构造带的形成机制和演化过程进行了详细的解析.研究结果表明:(1)由北向南依次发育分布的红三旱、尖顶山-黑梁子、南翼山和油砂山褶皱构造带均由不对称的直立褶皱或同斜褶皱构成,并且显示出背斜相对紧闭、向斜宽缓的”侏罗山式”褶皱特征,表明其下部滑脱构造带的存在;(2)红三旱、尖顶山-黑梁子逆冲-褶皱构造SW翼缓NE翼陡的不对称褶皱形态显示出是由南向北的逆冲作用形成的;两翼相对较对称的南翼山褶皱形态是由NE-SW向双向逆冲作用形成的;SW翼陡(或地层倒转)NE翼缓的油砂山褶皱带是由NE-SW向双向逆冲挤出作用形成的反映出由北向南的逆冲作用的存在;(3)红三旱、尖顶山-黑梁子和南翼山褶皱构造带的初始生长地层依次为始新统下干柴沟组、上新统狮子沟组和更新统七个泉组,高精度磁性地层限定其沉积时代依次为～39.5Ma、～8.2Ma和～2.5Ma,这不仅代表了这些褶皱的初始形成时代,而且代表了其逆冲断裂的形成时代;油砂山褶皱构造带中七个泉组初始生长地层以及上地表发育的一系列现代水系发生了弯曲,表明该逆冲-褶皱构造带从～2.5Ma形成以来一直持续到现在迄今仍在生长;红山旱地区近SN向的直立褶皱以及柴西地区似穹窿状的叠加褶皱,反映出阿尔金断裂带走滑过程中伴随的近EW向挤压的结果;(4)综合柴西地区逆冲-褶皱带构造地貌、生长地层、地球物理剖面、磁性地层年代学等证据,表明柴西存在的一系列逆冲-褶皱带是由南向北的滑脱构造产生,具有后退式生长演化特征,表明印度/欧亚板块碰撞以来,～40Ma其远程效应已到达柴达木盆地北部,并形成红山旱逆冲-褶皱构造带,随后的持续挤压,高原北部呈现出局部向南后退生长特征,依次形成尖顶山、南翼山和油砂山逆冲-褶皱带,其中～2.5Ma以来强烈的近南北向挤压作用产生的南翼山和油砂山逆冲-褶皱带构成了现今的”英雄岭”;～ 8Ma以来的阿尔金断裂带的强烈走滑活动波及到了柴达木盆地.     

南海北部盆地新生代物源对周边主要河流演化的响应

源汇系统（Source- to- sink system）是将物源区的构造剥蚀、沉积物输送区的沉积物搬运和沉积区的沉积物堆积等视为一个完整系统。沉积物的源区恢复和附近水系重建是源汇研究的热点问题,沉积物碎屑锆石U- Pb定年是源汇系统研究的有效方法之一。南海北部与其周边地区构成了一个完整的源汇系统,通过源汇分析可获得南海北部各盆地沉积物来源及周边主要河流的演化历史。本文通过总结前人在南海北部主要盆地新生代沉积物碎屑锆石U- Pb研究成果,探讨珠江、红河和昆莺琼古河的新生代演化历史。珠江最早的支流北江和东江形成于早渐新世,晚渐新世溯源到西江上游的红水河、左江和右江,中新世溯源到西江中游柳江、桂江和上游的北盘江、南盘江。在晚白垩世—古近纪红河属于青藏高原东缘大型向东南或向南流河流的一部分,之后由于地貌变化形成现今红河。昆莺琼古河在早渐新世开始发育影响到珠江口盆地,在晚渐新世昆莺琼古河雏形已经基本形成,中新世起昆莺琼古河可能向西有一定程度的退缩。     

青藏高原的地幔结构:地幔羽、地幔剪切带及岩石圈俯冲板片的拆沉

通过横穿青藏高原近 80 0 0km长的 4条天然地震层析剖面 ,获得 4 0 0km深度以上的地壳和地幔速度图像及地震波各向异性 ,揭示了青藏高原 4 0 0km深度范围内的地壳和地幔结构特征。地幔速度图像显示 ,青藏高原腹地的深地幔中存在以大型低速异常体为特征的地幔羽 ,其可能通过热通道与大面积分布的可可西里新生代高钾碱性火山作用有成因联系 ;阿尔金、康西瓦、金沙江、嘉黎及雅鲁藏布江等走滑断裂可下延至 30 0～ 4 0 0km深度 ,显示了低速高热物质组成的垂向低速异常带特征及大型超岩石圈或地幔剪切带的产出 ;发现康西瓦、东昆仑—金沙江、班公湖—怒江和雅鲁藏布缝合带下部存在不连续的高速异常带 ,可以解释为青藏高原地体拼合及碰撞过程中可能保留的加里东、古特提斯和中特提斯大洋岩石圈“化石”残片 ,是“拆沉”的地球物理证据。印度大陆岩石圈的巨厚俯冲板片以 15～ 2 0°倾角向北插入唐古拉山下 30 0km深处 ,并被高热物质组成的地幔剪切带分开。结合新的横穿喜马拉雅及青藏高原的地幔层析资料 ,提出青藏高原碰撞动力学新模式 :青藏高原南部印度岩石圈板片的翻卷式陆内超深俯冲 ,北缘克拉通向南的陆内俯冲 ,腹地深部的地幔羽上涌 ,以及地幔范围内的高原“右旋隆升”及物质向东及北东方向运动及挤出。     

地震成因软沉积物变形记录的地震强度研究进展

〗确定地震震级对中长期地震预报、震后应急救援和地震危险性评价具有重要意义。古地震学是研究地质记录中的地震事件,特别是它们的位置、时间和震级大小。然而,传统由地表破裂参数确定的古地震震级仍存在不确定性（大多数地震事件不会导致地表破裂,或位移小于0.3m）,尤其是由湖泊沉积记录的古地震事件。为了解决未发现明显位错地震震级问题,本文依据软沉积物变形构造的类型和形式,对确定地震震级/强度的方法（经验估算、最大液化距离、扰动层厚度、软沉积物变形类型,经验公式,快速沉积砂层厚度）进行总结和讨论,并分析其理论基础、优缺点、误差大小、适用性、存在问题等。并以中东死海盆地利桑组晚更新世湖相沉积中的震积岩(混杂层)和岷江上游萝卜寨晚第四纪湖相沉积中地震成因的液化底劈为例,利用上述6种方法推断,其代表的震级分别为M5.5~6.5和M6.0~7.0,进一步证实了前人的研究结果。这6种方法的结合,为确定地震震级/强度,特别是湖泊沉积中的地震事件提供了一种新的、相对便捷的方法。该研究可为基于地表破裂参数确定的古地震震级提供可靠的参考,为更好地认识构造活跃的地震活动性和危险性提供数据支持。     

大陆弧岩浆幕式作用与地壳加厚:以藏南冈底斯弧为例

大陆弧岩浆带位于汇聚板块的前缘,记录了洋陆俯冲过程和大陆地壳生长过程,是研究壳幔相互作用的天然实验室。越来越多的研究发现,大陆弧岩浆的生长与侵位并不是均一的、连续的过程,而是呈现阶段性、峰期性特征,即幕式岩浆作用。弧岩浆峰期与岩浆平静期相比,岩浆增生速率显著增强,易于发生岩浆聚集,继而形成大的岩基,如北美西部科迪勒拉造山带内华达岩基、半岛岩基等。藏南冈底斯岩浆带位于拉萨地体南缘,属于印度-亚洲碰撞带的上盘,其南侧与喜马拉雅地体以雅鲁藏布蛇绿岩带为界。冈底斯弧岩浆形成时代集中在240～50 Ma期间,其形成与演化与新特提斯洋壳岩石圈板片俯冲到拉萨地体之下密切相关。因此,对冈底斯弧型岩浆作用的研究,将很好地揭示大陆型弧岩浆的演化过程,继而反演洋-陆俯冲过程,以及壳幔相互作用过程。通过对冈底斯岩浆带岩浆岩锆石U-Pb及Lu-Hf同位素,以及弧前和前陆盆地碎屑锆石U-Pb和Lu-Hf同位素的收集和整理,结合已经发表的区域地质资料的总结,我们发现冈底斯弧型岩浆演化具有如下特点:1幕式侵位,岩浆峰期为100～80 Ma和65～40 Ma,中间为岩浆平静期;2峰期阶段岩浆聚集,形成巨大岩基;岩石同位...     

冈底斯曲水岩基岩浆混合:来自暗色岩浆包体角闪石显微结构的证据

冈底斯岩浆带位于拉萨地体南缘,其形成过程主要受中生代新特提斯洋板片俯冲和新生代印度-亚洲陆-陆碰撞控制,是揭示青藏高原形成过程和深化大陆动力学研究的天然实验室。曲水岩基位于冈底斯岩浆带中段,介于拉萨和曲水之间,主要由花岗闪长岩、花岗岩、闪长岩和辉长岩组成。岩基花岗质岩体中包含大量暗色岩浆包体,包体产出状态有同侵位岩墙、包体墙、包体群等,表明岩浆混杂与混合现象。前人关于曲水岩基做了大量研究工作,取得很多进展,比如,发现这些暗色岩浆包体与寄主岩具有相同的结晶时代,主要集中在55~45Ma。但是,关于曲水岩基形成在俯冲背景还是碰撞背景还存在着争论。这些广泛分布的暗色岩浆包体和寄主岩的关系,及其所代表的岩浆混合过程还需要精细的矿物学工作。因此,本文在综合分析野外岩性分布、暗色岩浆包体出露形态的基础上,重点选择花岗闪长质寄主岩和其中的暗色岩浆包体中的角闪石进行矿物显微结构和构造的分析,并结合电子探针数据,以探求曲水岩基的岩浆混合过程。我们初步认为曲水岩基的形成经历两期混合过程：早期的基性岩浆和酸性岩浆端元在深部的混合;晚期基性、酸性岩浆混合后的中性岩浆爆破、上升,并继续与酸性岩浆混合。此外,曲水岩基形成于俯冲到碰撞的转换过程,受控于俯冲板片作用所产生的弧型岩浆和板片回旋及稍后的断离所产生的地幔岩浆双重作用。

     

藏南冲巴雍错淡色花岗岩体热年代学及其对藏南拆离系和亚东裂谷构造活动时限的制约

藏南拆离系和亚东裂谷是藏南地区重要的伸展构造,与青藏高原的隆升和生长密切相关,其新生代以来的构造热-年代学研究,对探讨高原的生长过程和大陆变形动力学具有重要意义。本文对西藏南部亚东地区的冲巴雍错花岗岩进行了U-Pb定年和低温热年代学分析,结果表明,岩体自22Ma侵位后经历了5个不同的冷却阶段：18~15.6Ma期间岩体的冷却速率为125℃/Myr;15.6~11Ma期间,平均冷却速率约94℃/Myr;11~7Ma期间,平均冷却速率约24℃/Myr;7~3Ma平均冷却速率约5℃/Myr;3Ma以后平均冷却速率约为14℃/Myr。因岩体位于藏南拆离系内,又被亚东断层切过,认为藏南拆离系的活动时限为22~11Ma,亚东正断层的起始活动时间为11Ma,且热历史模拟结果显示岩体在~3Ma发生了快速冷却,可能指示了亚东裂谷的一次强烈活动。

     

龙门山构造带北段构造变形特征 ——来自汶川科钻四号孔(WFSD-4)的证据

2008年MW7.9汶川地震在青藏高原东缘龙门山构造带内毫无征兆的情况下发生,并沿灌县—安县断裂和映秀—北川断裂分别产生了约80 km和275 km的不同性质的地表破裂带,在世界地震史上实属罕见,表明龙门山构造带在以往经历了极为复杂的构造演化和运动变形。地震后迅速启动的汶川地震断裂带科学钻探项目,为我们认识龙门山构造带以往运动和变形本质提供了全新的素材和视角。本文以位于龙门山构造带北段的汶川地震断裂带科学钻探四号孔(WFSD-4)岩心作为主要研究对象,并结合地表构造变形研究,对WFSD-4的岩心变形特征和龙门山构造带北段的构造变形序列进行了分析与探讨,认为:D1变形期以岩心和地表早期面理S1顺成份层发育为特征,多被同时期长英质脉体填充,显示伸展机制下的韧性变形,推测为轿子顶穹隆构造的形成时期; D2变形期为区域主导性面理S2的形成时期,岩心中劈理面上可见绢云母等矿物,石香肠构造指示NW–SE的韧性挤压变形特征。岩心和地表均可见S2切割早期面理S1,错断早期顺S1贯入的长英质脉体; D3变形期以NW–SE向挤压冲断为主,岩心中面理S2发生褶皱变形,局部生成间隔劈理S3。地表可见区域主导面理S2变形,形成平行褶皱,轴面走向北东,发育同时期的NW向陡倾的活动断裂,部分成为汶川地震的发震断裂,该期对应于龙门山构造带北段的喜山期构造运动,褶皱强化,推覆强烈,也是唐王寨向斜的最终成型时期;岩心和地表均可见面理S2膝折的构造现象,为局部地表抬升过程中的重力成因,构成D4期变形。     

柴北缘榴辉岩的峰期和退变质年龄:来自U-Pb及Ar-Ar同位素测定的证据

柴北缘大柴旦榴辉岩呈透镜状产于以角闪岩相变质条件为特征的片麻岩中.选择新鲜的保存较好的榴辉岩分别进行U-Pb和Ar-Ar同位素年代学测定,含石榴子石的白云母片麻岩(此榴辉岩的围岩)被选用于白云母的Ar-Ar测定.榴辉岩的U-Pb测定显示206Pb/238U表面年龄统计权重平均值为(494.6±6.5)Ma,代表榴辉岩的峰期变质作用年龄.同样榴辉岩样品的多硅白云母被分选出用于39Ar-40Ar年代学测定.测定结果获得的坪年龄为(466.7±1.2)Ma,等时线年龄为(465.9±5.4)Ma,代表榴辉岩在退变过程中的冷却年龄;围岩中白云母的39Ar-40Ar年代学测定,获得等时线年龄为(477.67±17.72)Ma.相似的Ar-Ar年龄值表明,榴辉岩和围岩在抬升过程中经历了一致的冷却及退变质历史.     

CSM工法在天津软土地区超深基坑的应用

以CSM工法内插型钢基坑围护方案在天津华润紫阳里停车场项目深基坑支护工程中的应用为实例,综合实际施工效果及监测数据,分析了CSM工法的特点及其在天津软土地区超深基坑围护中的应用前景。